論文の概要: Quantum-Inspired Phase Bicoherence Spectroscopy: A Framework for Detecting Universal Textural Angular Order Across Multi-Modal Complex Datasets
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.13342v1
- Date: Thu, 13 Aug 2026 15:14:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-14 18:29:38.575657
- Title: Quantum-Inspired Phase Bicoherence Spectroscopy: A Framework for Detecting Universal Textural Angular Order Across Multi-Modal Complex Datasets
- Title（参考訳）: 量子インスパイアされた位相バイコヒーレンス分光:多モード複素データセット間の普遍的な角次検出のためのフレームワーク
- Abstract要約: 我々は、ゲージ不変角秩序を捉えるための新しい量子干渉法フレームワークである量子位相ビコヒーレンス(QPBC)分光を導入する。
QPBCは、角相秩序を一貫して解決し、高い統計的意義を持つ異なる生物学的表現型を識別する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 25.869834654080773
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Classical image analysis routinely discards structurally meaningful orientation signatures encoded within Fourier phase, which are easily corrupted by local cellular rotation. Although quantum-inspired data processing offers new avenues for complex signal characterization, practical tools for directly extracting gauge-invariant angular correlations without explicit phase reconstruction remain scarce. Here we introduce Quantum Phase Bicoherence (QPBC) spectroscopy, a novel quantum-interferometric framework for capturing gauge-invariant angular order. The method embeds image angular sectors into a nine-qubit entangled state and probes three-body bicoherence via an ancilla, yielding 16 interpretable readout channels. We validate our framework on three independent public multi-modal imaging datasets covering fluorescence (BBBC021), bright-field (BBBC041) and histopathology (PathMNIST). QPBC consistently resolves angular-phase order and discriminates distinct biological phenotypes with high statistical significance. After principal-axis alignment, the optimal probing frequency universally converges, driven by Fourier directional sensitivity; negative-control experiments fully eliminate discriminative capacity, demonstrating frequency tuning acts as an on-off switch. Cross-dataset benchmarks confirm QPBC outperforms conventional Fourier-phase statistics, where inherent inversion symmetry serves as a built-in pipeline self-check. QPBC delivers a universal, classically unachievable quantitative texture observable, establishes interpretable quantum morphometry, and broadens the toolbox for quantum-inspired analysis applicable to diverse multi-modal microscopic measurements.
- Abstract（参考訳）: 古典的な画像解析は、局所的な細胞回転によって容易に破壊されるフーリエ相で符号化された構造的に意味のある配向シグネチャを日常的に破棄する。
量子インスパイアされたデータ処理は、複雑な信号のキャラクタリゼーションのための新しい道を提供するが、明確な位相再構成なしにゲージ不変の角相関を直接抽出する実践的ツールは依然として少ない。
ここでは、ゲージ不変角秩序を捉えるための新しい量子干渉法フレームワークである量子位相ビコヒーレンス(QPBC)分光法を紹介する。
この方法は、画像角のセクターを9ビットの絡み合った状態に埋め込み、アンシラを介して3体バイコヒーレンスをプローブし、16個の解釈可能な読み出しチャネルを生成する。
蛍光 (BBBC021) , 輝度場 (BBBC041) , 病理組織学 (PathMNIST) の3つの独立した公共マルチモーダル画像データセットについて検討した。
QPBCは、角相秩序を一貫して解決し、高い統計的意義を持つ異なる生物学的表現型を識別する。
主軸アライメントの後、最適プローブ周波数はフーリエ方向感度によって普遍的に収束し、負制御実験は識別能力を完全に排除し、周波数チューニングがオンオフスイッチとして機能することを示す。
クロスデータセットのベンチマークでは、QPBCは従来のフーリエ位相統計よりも優れており、固有の反転対称性はパイプラインの自己チェックとして機能する。
QPBCは、普遍的で古典的に達成不可能な定量的テクスチャを観測可能とし、解釈可能な量子モルフォメトリーを確立し、多様なマルチモーダル顕微鏡計測に適用可能な量子インスピレーション分析のためのツールボックスを広げる。
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